《Animal Feed Science and Technology》：Influence of feed ingredient preservation method and protein source inclusion on performance, nutrient digestibility, and environmental impacts of finishing pigs
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可持续饲料添加剂对欧洲猪生产环境影响的研究表明，有机酸保存的小麦、大麦和扁豆可提升营养消化率，降低全球变暖等环境影响达33-38%，同时替代大豆饼粕能有效减少环境足迹。
作者：Shane Maher、Nicholas M. Holden、Torres Sweeney、Kathryn R. Connolly、John V. O’Doherty
爱尔兰都柏林大学学院农业与食品科学学院，都柏林4
摘要
随着减少欧洲猪肉生产对环境影响的压力不断增加，业界开始关注与饲料相关的问题，尤其是进口大豆粕（SBM）和传统饲料加工过程中的能源消耗。本研究评估了用本地种植的蚕豆替代大豆粕，以及用有机酸（OA）保存小麦、大麦和蚕豆对营养和环境的影响。共有120头育肥猪（平均体重49.4 ± 4公斤）被分配到六种不同的饲料组中，采用2 × 3因子设计：(1) 含大豆粕的干燥谷物；(2) 含大豆粕的有机酸保存谷物；(3) 含干燥蚕豆的干燥谷物；(4) 含干燥蚕豆的有机酸保存谷物；(5) 含有机酸保存蚕豆的干燥谷物；(6) 含有机酸保存蚕豆的有机酸保存谷物。在54天的实验期间，研究人员评估了这些猪的生长性能、营养物质的表观全消化道消化率（CATTD）、胴体特性以及整个生命周期的环境影响。结果显示，与食用含大豆粕或干燥蚕豆的猪相比，食用有机酸保存蚕豆的猪干物质摄入量、胴体重量和淘汰率较低（P<0.05）。当有机酸保存蚕豆与干燥谷物结合使用时，虽然每日增重有所下降，但饲料效率有所提高（P<0.05）；而与干燥谷物结合使用时，则提高了饲料效率（P<0.05）。有机酸保存技术提高了基于蚕豆饲料的营养物质消化率（P<0.001），但在基于大豆粕的饲料中效果不明显。有机酸保存技术减少了谷物和蚕豆的全球变暖潜力、酸化作用、富营养化以及化石燃料消耗（P<0.001）。用蚕豆替代大豆粕可降低33-38%的全球变暖潜力，但对酸化和富营养化的影响因组合方式不同而有所差异（P<0.001）。本研究通过实验证明，有机酸保存技术和本地蛋白质来源有助于提高饲料效率并减少养猪生产系统的环境影响。
引言
养猪业是全球粮食安全和农业经济的重要支柱，但面临着减少环境足迹的压力（Kim等人，2024年）。饲料生产是养猪系统中温室气体（GHG）排放的主要来源（McAuliffe等人，2016年；Andretta等人，2021年），尤其是在育肥阶段，因为这一阶段需要大量的饲料来促进猪的快速生长（Ottosen等人，2020年；Van Mierlo等人，2021年）。随着对动物蛋白需求的增加，提高饲料效率和减少对环境密集型成分的依赖成为可持续养猪的关键目标（Ruckli等人，2021年；Dutt，2025年）。
大豆粕（SBM）因其良好的氨基酸组成和高消化率而仍是欧洲养猪饲料中的主要蛋白质来源（Pexas等人，2023年）。然而，对进口大豆粕的依赖（尤其是来自南美洲的）引发了环境问题，包括森林砍伐、土地用途变化、上游排放以及供应链和经济风险（Gollnow等人，2018年；Pexas等人，2023年；Rezende等人，2023年）。本地种植的豆类作物（如蚕豆）越来越被视为可持续的蛋白质替代品（Wang等人，2025年），它们具有固氮作用并减少了肥料需求（Nyende等人，2023年；Parrini等人，2023年）。尽管早期指南限制了蚕豆在育肥猪饲料中的使用量（200克/公斤；Partanen等人，2003年），但最新研究表明，在适当配比下可以增加使用量（400克/公斤；Smith等人，2013年；White等人，2015年；Torres-Pitarch等人，2021年）。然而，蚕豆的营养成分变化和抗营养因子仍然是广泛应用的障碍（Jezierny等人，2010年；Maher等人，2025a）。
收获后的饲料保存方式对饲料质量和环境影响至关重要（Michel等人，2024年；Hossain等人，2025年）。传统的谷物干燥方式耗能较高且会加剧环境排放（Ibrahim等人，2024年；Mondal和Sarker，2024年）。有机酸（OA）保存技术提供了一种低能耗的替代方案，能够在较高湿度下安全储存饲料，并提供抗菌保护（Maher等人，2024年）。先前的研究证明了有机酸保存技术对谷物和蚕豆的有效性，提高了饲料质量和动物性能（Torres-Pitarch等人，2021年；Connolly等人，2025a；Maher等人，2025b）。然而，有机酸保存的谷物和蚕豆对动物性能和环境影响的综合效应仍不甚明了。
生命周期评估（LCA）被广泛用于评估农业生产系统的环境性能，为量化饮食干预措施的影响提供了结构化的框架（Monteiro等人，2016年；Pazmi?o和Ramirez，2021年）。虽然一些研究显示用本地生产的蛋白质替代品替代进口蛋白质具有环境效益（Leinonen等人，2013年；de Quelen等人，2021年），但结果并不一致，且许多评估未考虑饮食对动物性能和营养利用的影响，而这些因素会直接影响环境结果（McAuliffe等人，2017年；Pexas等人，2023年）。
因此，本研究评估了在育肥猪饲料中用有机酸保存的谷物替代传统干燥谷物，以及用干燥或有机酸保存的蚕豆替代进口大豆粕的营养和环境影响。首先在成分层面评估了干燥和有机酸保存的效果，随后在猪的生产性能、营养消化率、胴体特性和环境影响方面进行了进一步研究。研究假设有机酸保存技术比传统干燥方式更环保，而用本地种植的蚕豆替代大豆粕可以进一步减少温室气体排放，同时不影响动物性能。
材料与方法
实验在符合爱尔兰法规（SI no. 534/2012）和欧盟动物实验指令2010/63/EU的科研设施中进行。所有实验程序均获得了都柏林大学学院动物研究伦理委员会（AREC-20-22-O’Doherty）的批准。
谷物和饲料质量
收获时，小麦、大麦和蚕豆的含水量分别为179克/公斤、181克/公斤和184克/公斤（表1）。经过有机酸防霉剂处理后，谷物的含水量保持不变，但pH值降低；而干燥后的谷物含水量和pH值升高。实验过程中未检测到黄曲霉素B1、B2、G1和G2的残留（<10微克/公斤）。
讨论
为了应对减少养猪生产环境足迹的监管和社会压力，本研究采用了有机酸保存技术和本地蛋白质来源作为饲料可持续性的补充策略。研究假设使用有机酸防霉剂保存小麦、大麦和蚕豆可以在保持谷物质量和动物性能的同时，减少环境影响。
结论
有机酸保存技术通过保持谷物质量并减少饲料生产相关环境影响，为传统干燥方法提供了可行的替代方案。虽然有机酸保存的谷物提高了基于蚕豆饲料的营养物质消化率，但与有机酸保存的蚕豆结合使用时会降低饲料摄入量和生长速度，这突显了控制总饮食酸负荷的重要性。用本地种植的蚕豆替代大豆粕可降低全球变暖潜力。
未引用的参考文献
(Vonderohe等人，2022年)
CRediT作者贡献声明
Nicholas M. Holden： 方法论设计、数据分析。
Torres Sweeney： 文章撰写、审稿与编辑、概念构思。
Kathryn R. Connolly： 文章撰写、审稿与编辑、数据管理。
John V. O’Doherty： 文章撰写、审稿与编辑、初稿撰写、项目管理、资金筹措、数据分析、概念构思。
Shane Maher： 文章撰写、初稿撰写、数据管理、概念构思。
利益冲突声明
作者声明不存在可能影响本文研究的已知财务利益或个人关系。
致谢
本研究得到了爱尔兰科学基金会（BiOrbic，都柏林）和Adesco Nutricines（Dungarvan，沃特福德）的支持，项目编号为16/RC/3889。作者衷心感谢James Doyle（Cooladine Farms）、Bernie Flynn和Denise Cunningham（UCD）以及John Ryan（Adesco）在饲料制备和分析方面的协助。
利益冲突
所有作者在当前研究中均无财务或个人利益冲突。
